Definición de una fuerza neta
Cuando pateas una pelota de fútbol, la pelota despega y se mueve por el aire. En ese momento, hay una fuerza neta que actúa sobre la pelota. Cuando la pelota comienza a regresar al suelo y finalmente se detiene, también hay una fuerza neta que actúa sobre la pelota. La segunda ley de Newton dice que cuando una fuerza neta actúa sobre un objeto, ese objeto debe estar acelerando, es decir, su velocidad cambia de segundo a segundo. Cuando patea la pelota de fútbol por primera vez, acelera, y cuando la pelota de fútbol comienza a reducir la velocidad hasta detenerse, también está acelerando.
Una fuerza neta se define como la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. La siguiente ecuación es la suma de N fuerzas que actúan sobre un objeto.
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Puede haber varias fuerzas actuando sobre un objeto, y cuando suma todas esas fuerzas, el resultado es lo que llamamos la fuerza neta que actúa sobre el objeto. Si la fuerza neta suma cero, entonces el objeto no está acelerando, por lo tanto, se mueve con una velocidad constante. Si la fuerza neta suma un valor distinto de cero, entonces el objeto está acelerando.
Magnitud y ecuación
Según la Segunda Ley de Newton, cuando un objeto acelera, debe haber una fuerza neta actuando sobre él. Por el contrario, si una fuerza neta actúa sobre un objeto, ese objeto se acelerará. La magnitud de la fuerza neta que actúa sobre un objeto es igual a la masa del objeto multiplicada por la aceleración del objeto como se muestra en la siguiente fórmula.
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Si la fuerza neta que actúa sobre un objeto es cero, entonces el objeto no está acelerando y está en un estado que llamamos equilibrio . Cuando un objeto está en equilibrio, entonces dos cosas pueden ser ciertas: o el objeto no se mueve en absoluto o el objeto se mueve con una velocidad constante. La fórmula del equilibrio se muestra a continuación.
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Ejemplos
Considere una situación hipotética en el espacio. Estás haciendo una caminata espacial y estás arreglando algo en tu transbordador. Mientras trabaja en el problema con una llave inglesa, se enoja. Tiras la llave inglesa lejos de ti. ¿Lo que pasa? Bueno, una vez que la llave salga de tu mano, seguirá moviéndose con la misma velocidad que le diste cuando la lanzaste. Este es un ejemplo de una situación de fuerza neta cero. La llave se moverá con la misma velocidad y no acelerará en el espacio. Si arrojas la misma llave inglesa a la Tierra, la llave caerá al suelo y eventualmente se detendrá. ¿Por qué se detuvo? Hay una fuerza neta que actúa sobre la llave, lo que hace que disminuya la velocidad y se detenga.
En otro ejemplo, digamos que estás en una pista de hielo. Agarras un disco de hockey y lo deslizas por el hielo. Eventualmente, el disco de hockey disminuirá la velocidad y se detendrá, incluso en el hielo liso y resbaladizo. Este es otro ejemplo de una situación con una fuerza neta distinta de cero.
Otro ejemplo sería dar un paseo largo. Cuando enciende su automóvil y comienza a conducir, está acelerando y, por lo tanto, hay una fuerza neta distinta de cero actuando sobre usted. Pero ahora, está conduciendo por un tramo largo y plano de una autopista y decide usar su control de crucero. El control de crucero mantendrá constante la velocidad de su automóvil hasta que pise los frenos o el acelerador. Cuando el control de crucero está encendido, no está acelerando; por lo tanto, este es un ejemplo de una situación de fuerza neta cero. Cuando su viaje llega a su fin y finalmente se detiene, está acelerando nuevamente. Por lo tanto, el final de su viaje es otra situación en la que la magnitud de la fuerza neta no es cero.
Resumen de la lección
Cada objeto tiene un montón de fuerzas que actúan sobre él. La fuerza neta es solo la suma de todas estas fuerzas que actúan sobre un objeto. Cuando la magnitud de esta fuerza neta no es cero, el objeto acelera o desacelera. Cuando la magnitud de esta fuerza neta es cero, el objeto no se mueve o se mueve con rapidez constante. A esto lo llamamos equilibrio .
Esta ecuación es la suma de n fuerzas que actúan sobre un objeto. La magnitud de la fuerza neta que actúa sobre un objeto es igual a la masa del objeto multiplicada por la aceleración del objeto, como se muestra en esta fórmula.
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Definiciones y ecuaciones
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| Fuerza neta | Equilibrio | ||
|---|---|---|---|
La suma de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto.
| Cuando un objeto no acelera: ya sea moviéndose a una velocidad constante o en reposo
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Los resultados del aprendizaje
Una vez que haya terminado, debería poder:
- Definir fuerza neta y equilibrio
- Recuerde las ecuaciones para la fuerza neta y el equilibrio.
- Explica la relación entre fuerza neta y equilibrio.
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